مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اثر دینامیکی ارتفاع پاشنه کفش بر روی مفاصل پایین‌تنه در حین راه رفتن

نویسندگان
1 عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر
2 عضو هیأت علمی دانشکده توانبخشی دانشگاه علوم پزشکی شیراز
3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاریردی دانشگاه اسلامی آزاد واحد خمینی شهر
چکیده
هدف از پژوهش حاضر بررسی دینامیکی و تعیین اثر کفش‌های پاشنه‌بلند بر میزان نیروها و گشتاورهای داخلی ایجاد شده در مفاصل پایین‌تنه (مفصل ران، زانو و مچ پا) در حین راه رفتن بر روی زمین بوده‌است. برای انجام این کار، آنالیز حرکتی فرد مورد آزمایش در دو حالت راه رفتن با پای پرهنه و با کفش پاشنه‌بلند را در یک مرکز تحقیقاتی عضلانی- اسکلتی انجام داده و اطلاعات سینماتیکی مورد نیاز از جمله ماتریس‌های دوران، سرعت‌زاویه‌ای و شتاب‌زاویه‌ای اعضای پایین‌تنه به کمک اطلاعات بدست آمده از تست حرکت و با استفاده از تحلیل سینماتیکی اعضا استخراج شده‌است. همچنین نیروی کف پای ایستا با استفاده از صفحه نیروسنج نصب شده در آزمایشگاه اندازه‌گیری شده و با ارائه یک مدل دینامیکی سه‌بعدی از اعضای پایین‌تنه، با حل مسأله دینامیک معکوسِ مدل ارائه شده، نیروها و گشتاورهای مفاصل در دو حالت فوق‌الذکر در طی فاز ایستای یک سیکل گامی محاسبه شده‌است. براساس نتایج بدست آمده از بررسی اثر دینامیکی کفش‌های پاشنه‌بلند بر روی مفاصل پایین‌تنه در حین راه رفتن، بین دو حالت راه رفتن بدون کفش و با کفش پاشنه‌بلند تغییرات نیرویی داخلی چشمگیری در مفاصل ران، زانو و مچ پا مشاهده نشد. این در حالیست که گشتاورهای داخلی این مفاصل در حالت راه رفتن با کفش پاشنه‌بلند افزایش قابل‌توجه‌ای نسبت به حالت راه رفتن بدون کفش به همراه داشته‌است. با توجه به نتایج بدست آمده، پوشیدن کفش‌های پاشنه‌بلند در دراز مدت می‌تواند منجر به آسیب دیدن مفاصل پایین‌تنه و بویژه مفصل زانو و همچنین عضلات محرک این مفاصل شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of Dynamic Heel Height Effect of Shoe on Joints of Lower Body during Walking

نویسندگان English

Ali Mokhtarian 1
Mohammad Taghi Karimi 2
Azam Karimi 3
1 Member of faculty of mechanical engineering department of Islamic Azad university, Khomeinishahr
چکیده English

The aim of this research is to dynamically investigate the effect of high-heel shoes on the amount of internal forces and torques produced in the lower body joints (hip, knee, and ankle joints) during walking. To do so, the gait analysis of the subject, in two states of walking barefoot and with high-heel shoes, has been conducted in a Musculoskeletal Research Center and then the required kinematic data including rotation matrices, angular velocity and angular acceleration of lower legs using kinematic analysis of legs have been derived. Also, the ground reaction forces have been measured using a force plate installed in the lab and by presenting a 3D dynamic model of lower legs and solving the inverse dynamic problem of model, forces and moments of the joints for two above modes during stance phase of a gait cycle have been calculated. Based on obtained results from investigation of dynamic effect of high-heel shoes during walking, variations of internal joint forces have not been salient. However, internal joint moments in state of gait with high-heel shoes respect to barefoot walking, have been had considerable increase. According to the results, long-term wear of high-heel shoes can lead to damage of lower body joints, especially the knee joint, as well as driving muscles of these joints.

کلیدواژه‌ها English

High-heel shoe
Stance leg
Force
Moment
Joints of lower legs